EP4146747A1

EP4146747A1 - Pulverfarben-zusammensetzung

Info

Publication number: EP4146747A1
Application number: EP20725121.6A
Authority: EP
Inventors: Lada Bemert; Stefan BAUEREGGER; Ulf Dietrich; Hans-Peter Weitzel
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 2020-05-05
Filing date: 2020-05-05
Publication date: 2023-03-15
Anticipated expiration: 2040-05-05
Also published as: BR112022022248A2; US20230193046A1; WO2021223850A1; CN115516047A; EP4146747B1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Pulverfarben-Zusammensetzung enthaltend a) mindestens ein in Wasser redispergierbares Polymerpulver, b) Pigment und Füllstoff, und c) gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass das in Wasser redispergierbare Polymerpulver a) ein mit Polyvinylalkohol stabilisiertes Polymerisat ist, auf der Basis von a1) 20 bis 100 Gew.-% von wenigstens einem Monomer aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäureester von verzweigten oder unverzweigten Alkoholen mit 1 bis 12 C-Atomen, a2) 0 bis 60 Gew.-% von wenigstens einem Monomer aus der Gruppe bestehend aus Methacrylsäureester von verzweigten oder unverzweigten Alkoholen mit 1 bis 12 C-Atomen und Styrol, a3) 0 bis 40 Gew.-% von wenigstens einem Monomer aus der Gruppe bestehend aus Vinylester von verzweigten oder unverzweigten Carbonsäuren mit 2 bis 12 C-Atomen, a4) 0 bis 20 Gew.-% weiterer damit copolymerisierbarer ethylenisch ungesättigter Comonomere, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Comonomere und wobei sich die Angaben in Gew.-% jeweils auf 100 Gew.-% aufaddieren, und als Polyvinylalkohol ein Gemisch aus mindestens einem Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol-% und einer Viskosität nach Höppler (4 %-ige wässrige Lösung, Methode nach Höppler bei 20°C, DIN 53015) von 1 bis 5 mPas und mindestens einem Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol-% und einer Viskosität nach Höppler von 6 bis 40 mPas enthalten ist.

Description

Pul verfärben- Zusammensetzung

Die Erfindung betrifft eine Pulverfarben-Zusammensetzung, Verfahren zu deren Herstellung und die Verwendung der Pulverfarben-Zusammenset- zung zur Herstellung von Dispersionsfarben.

Kunstharzdispersionsfarben oder umgangssprachlich Dispersionsfarben gehören wegen ihrer einfachen Verarbeitbarkeit, den universellen Ge staltungsmöglichkeiten (Farbgebung, Effekte) und aus Gründen des Um weltschutzes (Vermeidung von Lösemittelemissionen) zu der am meisten verwendeten Produktgruppe der Lacke und Farben. Die Hauptanwendung von Dispersionsfarben ist die als Wandfarbe im Innenbereich und im Außenbereich.

Dispersionsfarben sind bei geschlossenem Behälter lange haltbar. Doch ist der Behälter erst einmal geöffnet, gelangen schnell Keime in die Dispersionsfarbe, was zu deren biologischem Abbau und zur Schimmel bildung führen kann. Zum Schutz vor bakteriellem Befall werden bei Dispersionsfarben daher Konservierungsmittel wie Isothiazolinone ein gesetzt, welche insbesondere bei Allergikern Reizungen und Hautirri tationen hervorrufen können. Alternativ dazu wird in der Dispersi onsfarbe ein sehr stark alkalischer pH-Wert von bis zu pH = 13 einge stellt. Solche stark alkalisierten Dispersionsfarben können ebenfalls zu Reizungen und Schädigung der Haut führen. Es sind deshalb aufwän dige Vorkehrungen zum Arbeitsschutz erforderlich.

Mit der Verwendung einer trockenen Pulverfarbe, deren Zusammensetzung bis auf den Wasseranteil der Zusammensetzung der Dispersionsfarbe entspricht, könnten die obengenannten Nachteile überwunden werden.

Bei einer wasserfreien Pulverfarbe ist kein Schutz vor Verkeimung während der Lagerung erforderlich. Deshalb können Lagerung und Trans port einer trockenen Pulverfarbe in einem wesentlich breiteren Tempe raturintervall und über einen wesentlich längeren Zeitraum als bei wässrigen Dispersionsfarben-Formulierungen erfolgen. Ein weiterer Vorteil beim Transport einer Pulverfarben-Zusammensetzung ist der, dass sich das Gewicht der Farbe um den Wasseranteil reduziert. Von Vorteil ist auch, dass mit einer Pulvertarben-Zusammensetzung bei de ren Verarbeitung die erforderliche Menge an wässriger Dispersions farbe hergestellt werden kann, und der Rest der Pulverfarbe weiterhin aufbewahrt werden kann. Das Volumen von zu entsorgenden Farbresten wird damit effektiv reduziert.

In der DE 4300319 CI wird ein wasserlösliches Farbpulver beschrieben mit dem unter Zugabe von Wasser eine Dispersionsfarbe hergestellt werden kann. Als Bindemittel wird ein Copolymer aus Vinylacetat und Ethylen vorgeschlagen. In der DE 19751553 Al werden wässrige Disper sionen und in Wasser redispergierbare Polymerpulver, welche ein ver netzbares Polymerisat mit mehrfach ethylenisch ungesättigten Monome reinheiten enthalten, als Bindemittel für Dispersionsfarben und Pul verfarben und Putze beschrieben. In der EP 671435 Bl werden pulver förmige, redispergierbare Bindemittel für Anstrichfarben beschrieben, welche mittels Sprühtrocknung einer Acrylatdispersion in Gegenwart eines Copolymerisats aus wasserunlöslichen Comonomeren und wasserlös lichen, salzbildenden Comonomeren erhalten werden. In der EP 1449892 Bl wird eine pulverförmige Beschichtungszusammensetzung beschrieben, die ein redispergierbares, granuliertes Harzpulver und zumindest ein granuliertes Farbmaterial enthält. Das Harzpulver wird erhalten, in dem eine Emulsion eines Vinylacetatharzes, Ethylenvinylacetatharzes oder (Acryl)styrolharz zur Bildung eines Pulvers einem Sprühtrock nungsverfahren unterzogen wird. Die WO 2012/007057 beschreibt redis pergierbare, zementfreie Mörtel und Putze mit Dispersionspulver auf Basis von Acrylat- oder Styrol-Acrylat-Polymerisaten und mit Koales- zenzmittel, Füllstoff und Sand, sowie gegebenenfalls weiteren Additi ven wie Biozid. Aus der US 8580866 ist eine Trockenputz-Zusammenset zung mit einem redispergierbaren Acrylatpolymerpulver mit CaC0₃-Füll- stoff, Koaleszenzmittel und Alkalihydroxid zur pH-Einstellung be kannt. Die EP 2660294 Bl beschreibt eine anorganische Trockenpulver- Baufarbe, welche ein Silikat, einen Silikat-Härter und ein redisper gierbares Polymerpulver enthält. Die EP 2909255 beschreibt ein Dis persionspulver auf Basis von Acrylatpolymerisaten, welche in einem Mehrstufen-Polymerisationsverfahren erhalten werden und als Bindemit tel für Beschichtungsmittel eingesetzt werden können. Dabei wird in einer ersten Stufe in Gegenwart von Emulgator ein alkalilösliches Po lymer hergestellt und in dessen Anwesenheit in einer oder mehreren weiteren Stufen in Gegenwart von Emulgator ein Acrylatpolymerisat hergestellt. Die damit erhaltene Dispersion wird mit Base versetzt und anschließend sprühgetrocknet. Die EP 3157992 beschreibt die Ver wendung von emulgatorstabilisierten Styrol-Acrylat-Polymerisaten, welche mit silanfunktionellen und carboxylfunktionellen Monomeren funktionalisiert sind, als Bindemittel in Anstrichfarben.

Es bestand die Aufgabe eine Pulverfarben-Zusammensetzung zur Verfü gung zu stellen, bei deren Verwendung zur Herstellung von Dispersi onsfarben, Beschichtungsmittel erhalten werden, mit denen Anstriche mit hoher Nassabriebsfestigkeit und hoher Deckkraft erhalten werden.

Gegenstand der Erfindung ist eine Pulverfarben-Zusammensetzung ent haltend a) mindestens ein in Wasser redispergierbares Polymerpulver, b) Pigment und Füllstoff, und c) gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass das in Wasser redispergierbare Polymer pulver a) ein mit Polyvinylalkohol stabilisiertes Polymerisat ist, auf der Basis von al) 20 bis 100 Gew.-% von wenigstens einem Monomer aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäureester von verzweigten oder un verzweigten Alkoholen mit 1 bis 12 C-Atomen, a2) 0 bis 60 Gew.-% von wenigstens einem Monomer aus der Gruppe bestehend aus Methacrylsäu- reester von verzweigten oder unverzweigten Alkoholen mit 1 bis 12 C- Atomen und Styrol, a3) 0 bis 40 Gew.-% von wenigstens einem Monomer aus der Gruppe bestehend aus Vinylester von verzweigten oder unver zweigten Carbonsäuren mit 2 bis 12 C-Atomen, a4) 0 bis 20 Gew.-% wei terer damit copolymerisierbarer ethylenisch ungesättigter Comonomere, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Comonomere und wobei sich die Angaben in Gew.-% jeweils auf 100 Gew.-% aufaddieren, und als Po lyvinylalkohol ein Gemisch aus mindestens einem Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol-% und einer Viskosität nach Höppler (4 %-ige wässrige Lösung, Methode nach Höppler bei 20°C, DIN 53015) von 1 bis 5 mPas und mindestens einem Polyvinylalkohol mit ei nem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol-% und einer Viskosität nach Höpp ler von 6 bis 40 mPas enthalten ist.

In Wasser redispergierbare Polymerpulver-Zusammensetzungen (Dispersi onspulver) werden im Allgemeinen durch Trocknung der entsprechenden wässrigen Dispersionen eines Basispolymerisats hergestellt. Die Her stellung der wässrigen Dispersion des Basispolymerisats erfolgt vor zugsweise mittels radikalisch initiierter Emulsionspolymerisation von einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren. Die damit erhaltene wässrige Dispersion des Basispolymerisats wird anschlie ßend, vorzugsweise in Gegenwart von einer Trocknungshilfe (im Allge meinen ein Schutzkolloid), beispielsweise mittels Sprühtrocknung, ge trocknet. Gegebenenfalls können während oder nach der Trocknung noch Antiblockmittel oder weitere Additive zugegeben werden. Aufgrund des Schutzkolloidanteils wird zum einen beim Trocknungsvorgang verhin dert, dass die Polymerteilchen irreversibel verkleben, da die Poly merteilchen von den Schutzkolloid-Teilchen umhüllt werden. Zum ande ren bewirkt diese Schutzkolloid-Matrix, welche sich beim Dispergieren der Polymerpulverzusammensetzung in Wasser wieder auflöst, dass die Polymerpartikel wieder mit der Partikelgröße der Ausgangsdispersion in der wässrigen (Re)dispersion vorliegen (TIZ-Fachberichte, 1985,

Vol. 109 (9), 698).

Das in Wasser redispergierbare Polymerpulver (Dispersionspulver) a) wird mittels radikalisch initierter wässriger Emulsionspolymerisation der Comonomere al), und gegebenenfalls a2), a3) und a4) und an schließender Trocknung der damit erhaltenen wässrigen Dispersion des Mischpolymerisats erhalten.

Im Allgemeinen werden al) 20 bis 100 Gew.-% von wenigstens einem Mo nomer aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäureester von verzweigten o- der unverzweigten Alkoholen mit 1 bis 12 C-Atomen copolymerisiert, vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Comonomere. Bevorzugte Acrylsäureester sind Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, t-Butylacrylat, 2-Ethyl- hexylacrylat. Besonders bevorzugt sind Methylacrylat, n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.

Im Allgemeinen werden a2) 0 bis 60 Gew.-% von wenigstens einem Mono mer aus der Gruppe bestehend aus Methacrylsäureester von verzweigten oder unverzweigten Alkoholen mit 1 bis 12 C-Atomen und Styrol copoly- merisiert, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Ge samtgewicht der Comonomere. Bevorzugte Methacrylsäureester sind Me- thylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethac- rylat. Besonders bevorzugt sind Methylmethacrylat und Styrol.

Im Allgemeinen werden a3) 0 bis 60 Gew.-% von wenigstens einem Mono mer aus der Gruppe bestehend aus Vinylester von verzweigten oder un verzweigten Carbonsäuren mit 2 bis 12 C-Atomen copolymerisiert, vor zugsweise 5 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Comonomere. Bevorzugte Vinylester a3) sind Vinylacetat, Vinylpropio nat, Vinylbutyrat, Vinyl-2-ethylhexanoat, Vinyllaurat, 1-Methylvinyl- acetat, Vinylpivalat, Vinylester der Neodecansäure, und Vinylester von alpha-verzweigten Monocarbonsäuren mit 5 bis 12 C-Atomen, bei spielsweise VeoVa9^R oder VeoVal0^R (Handelsnamen der Firma Resolution) oder VERSA10^R (Handelsname der Wacker Chemie AG). Besonders bevorzugt sind Vinylacetat, Vinyllaurat, Vinylester der Neodecansäure und die Vinylester von alpha-verzweigten Carbonsäuren mit 9 oder 10 C-Atomen (VeoVa9^R, VeoVal0^R oder VERSA10^R). Am meisten bevorzugt sind Vi nylacetat und Vinyllaurat.

Im Allgemeinen werden a4) 0 bis 20 Gew.-% weiterer damit copolymeri- sierbarer ethylenisch ungesättigter Comonomere copolymerisiert, vor zugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Comonomere.

Beispiele für weitere damit copolymerisierbare Comonomere a4) (Hilfs monomere a4) sind ethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren, vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure und Fumarsäure; ethylenisch ungesättigte Carbonsäureamide und -nitrile, vorzugsweise Acrylamid und Acrylnitril; Diester der Fumarsäure wie die Diethyl- und Diiso- propylester, ethylenisch ungesättigte Sulfonsäuren und deren Salze, vorzugsweise Vinyl_Sulfonsäure, 2-Acrylamido-2-methyl-propansulfon säure. Weitere Beispiele sind vorvernetzende Comonomere wie mehrfach ethylenisch ungesättigte Comonomere, beispielsweise Divinyladipat, Diallylmaleat, Allylmethacrylat oder Triallylcyanurat, oder nachver netzende Comonomere, beispielsweise Acrylamidoglykolsäure (AGA), Me- thylacrylamidoglykolsäuremethylester (MAGME), N-Methylolacrylamid (NMA), N-Methylolmethacrylamid (NMMA), N-Methylolallylcarbamat, Al kylether wie der Isobutoxyether oder Ester des N-Methylolacrylamids, des N-Methylol-methacrylamids und des N-Methylolallylcarbamats. Ge eignet sind auch epoxidfunktionelle Comonomere wie Glycidylmethac- rylat (GMA) und Glycidylacrylat. Weitere Beispiele sind siliciumfunk tionelle Comonomere, wie Acryloxypropyltri(alkoxy)- und Methacryl- oxypropyltri(alkoxy)-Silane, Vinyltrialkoxysilane und Vinylmethyldi- alkoxysilane, wobei als Alkoxygruppen beispielsweise Methoxy-,

Ethoxy- und Ethoxypropylenglykolether-Reste enthalten sein können, insbesonders Vinyltrimethoxysilan und Vinyltriethoxysilan und Methac- ryloxypropyltrimethoxysilan. Genannt seien auch Monomere mit Hydroxy- oder CO-Gruppen, beispielsweise Methacrylsäure- und Acrylsäurehydro- xyalkylester wie Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl- oder Hydroxybutylac- rylat oder -methacrylat sowie Verbindungen wie Diacetonacrylamid und Acetylacetoxyethylacrylat oder -methacrylat. Weitere Beispiele sind auch Vinylether, wie Methyl-, Ethyl- oder iso-Butylvinylether.

Bevorzugte Hilfsmonomere a4) sind die ethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren wie Acrylsäure, Methacrylsäure und Maleinsäure(an- hydrid), die ethylenisch ungesättigten Sulfonsäuren und deren Salze wie Vinylsulfonsäure, die epoxidfunktionellen Comonomere wie Gly- cidylmethacrylat, die siliciumfunktionellen Comonomere wie Vinyltri methoxysilan, Vinyltriethoxysilan und Methacryloxypropyltrimethoxy- silan, sowie Gemische der genannten Hilfsmonomere. Vorzugsweise wer den keine mehrfach ethylenisch ungesättigte Comonomere copolymeri- siert. Besonders bevorzugt sind die epoxidfunktionellen und die silicium funktionellen Comonomere, sowie Kombinationen von epoxidfunktionellen und siliciumfunktionellen Comonomeren a4).

Bevorzugt werden Polymerisate von 90 bis 100 Gew.-% von wenigstens einem Monomer al) und gegebenfalls noch 0,1 bis 10 Gew.-% ein oder mehrere Hilfsmonomere a4). Die Angaben in Gew.-% beziehen sich je weils auf das Gesamtgewicht der Comonomere und addieren sich jeweils auf 100 Gew.-%. Besonders bevorzugt sind die Polymerisate von n-Buty- lacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat oder deren Gemische, gegebenenfalls mit einem oder mehreren Hilfsmonomeren a4).

Bevorzugt werden auch Mischpolymerisate von 30 bis 70 Gew.-% von we nigstens einem Monomer al), 30 bis 60 Gew.-% von wenigstens einem Mo nomer a2) und gegebenfalls noch 0,1 bis 10 Gew.-% ein oder mehrere Hilfsmonomere a4). Besonders bevorzugt sind die Mischpolymerisate von n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat als Monomer al) mit Me- thylmethacrylat und/oder Styrol als Monomer a2) und gegebenfalls noch 0,1 bis 10 Gew.-% ein oder mehrere Hilfsmonomere a4).

Bevorzugt werden auch Mischpolymerisate von 30 bis 70 Gew.-% von we nigstens einem Monomer al), 30 bis 60 Gew.-% von wenigstens einem Mo nomer a2), 5 bis 40 Gew.-% von wenigstens einem Monomer a3), und ge gebenfalls noch 0,1 bis 10 Gew.-% ein oder mehrere Hilfsmonomere a4). Besonders bevorzugt sind die Mischpolymerisate von n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat als Monomer al) mit Methylmethacrylat und/oder Styrol als Monomer a2) und Vinylacetat und gegebenenfalls weitere von Vinylacetat verschiedene Vinylester als Monomer a3), und gegebenfalls noch 0,1 bis 10 Gew.-% ein oder mehrere Hilfsmonomere a4).

Die Herstellung der wässrigen Dispersionen des Polymerisats erfolgt nach dem Emulsionspolymerisationsverfahren, wobei die Polymerisati onstemperatur im Allgemeinen 40°C bis 120°C, vorzugsweise 60°C bis 90°C beträgt und wobei bei einem Druck von im Allgemeinen 5 bis 100 bar abs. gearbeitet wird. Die Initiierung der Polymerisation erfolgt vorzugsweise mit den für die Emulsionspolymerisation gebräuchlichen Redox-Initiator-Kombinationen. Beispiele für geeignete Oxidationsini tiatoren sind die Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze der Peroxo- dischwefelsäure und Wasserstoffperoxid. Die genannten Initiatoren werden im Allgemeinen in einer Menge von 0,01 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere, eingesetzt. Geeignete Reduktions mittel sind beispielsweise Natriumhydroxymethansulfinat (Brüggolit) und (Iso-)Ascorbinsäure. Die Reduktionsmittelmenge beträgt vorzugs weise 0,01 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere. Die genannten Oxidationsmittel, insbesondere die Salze der Peroxo- dischwefelsäure, können auch alleinig als thermische Initiatoren ein gesetzt werden.

Die Polymerisation erfolgt in Gegenwart von 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Comonomeren, eines oder mehrerer, teilver seifter und niedermolekularer Polyvinylalkohole mit einem Hydrolyse grad von jeweils 80 bis 95 Mol-% und einer Höppler-Viskosität, in 4 %-iger wässriger Lösung, von jeweils 1 bis 5 mPas (Methode nach Höpp ler bei 20°C, DIN 53015). Der Hydrolysegrad der teilverseiften und niedermolekularen Polyvinylalkohole beträgt vorzugsweise 85 bis 90 Mol-%, besonders bevorzugt 87 bis 89 Mol-%. Die Höppler-Viskosität in 4 %-iger wässriger Lösung, der teilverseiften und niedermolekularen Polyvinylalkohole, beträgt vorzugsweise 2 bis 4 mPas (Methode nach Höppler bei 20°C, DIN 53015). Gegebenenfalls können auch teilver seifte und höhermolekulare Polyvinylalkohole mit einem Hydrolysegrad von vorzugsweise 80 bis 95 Mol-% und einer Höppler-Viskosität in 4 %- iger wässriger Lösung von 6 bis 40 mPas (Methode nach Höppler bei 20°C, DIN 53015) alleine oder im Gemisch mit den teilverseiften und niedermolekularen Polyvinylalkoholen eingesetzt werden. Die genannten Polyvinylalkohole sind im Handel erhältlich und mittels dem Fachmann bekannter Verfahren zugänglich. Gegebenenfalls können zusätzlich noch geringe Mengen an Emulgatoren, beispielsweise anionische und/oder nichtionische Emulgatoren, bei der Polymerisation verwendet werden, beispielsweise 0,1 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Comonomeren. Beispiele für anioni sche Emulgatoren sind Alkylsulfate mit einer Kettenlänge von 8 bis 18 C-Atomen, Alkyl- oder Alkylarylethersulfate mit 8 bis 18 C-Atomen im hydrophoben Rest und bis zu 40 Ethylen- oder Propylenoxideinheiten, Alkyl- oder Alkylarylsulfonate mit 8 bis 18 C-Atomen, Ester und Halb ester der Sulfobernsteinsäure mit einwertigen Alkoholen. Beispiele für nichtionische Emulgatoren sind Ci2-Ci4-Fettalkoholethoxylate mit einem Ethoxylierungsgrad von 3 bis 20 Ethylenoxid-Einheiten. Vorzugs weise werden während der Polymerisation keine Emulgatoren verwendet, und auch keine Emulgatoren nachträglich zugegeben.

Das in Wasser redispergierbare Polymerpulver (Dispersionspulver) a) wird mittels Trocknung der entsprechenden wässrigen Dispersionen des Polymerisats hergestellt. Die Trocknung erfolgt mittels Sprühtrock nung in Gegenwart des Gemisches aus mindestens einem Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol-% und einer Viskosität nach Höppler von 1 bis 5 mPas, und mindestens einem Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol-% und einer Viskosität nach Höppler von 6 bis 40 mPas. Die Polyvinylalkohole werden dabei in ei ner solchen Menge eingesetzt, dass deren Gewichtsanteil im Dispersi onspulver 2 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymerisats beträgt. Das Mengenverhältnis des Anteils an niederviskosem Polyvi nylalkohol zu höher viskosem Polyvinylalkohol beträgt von 1 : 50 bis 50 : 1, vorzugsweise von 1 : 10 bis 10 : 1.

Die Sprühtrocknung erfolgt mittels Zerstäubung im Sprühtrockner. Als Trocknungsgas wird im Allgemeinen Luft eingesetzt. Zur Beschleunigung der Trocknung wird das Trocknungsgas vorerwärmt, vorzugsweise auf ei ne Eintrittstemperatur von 130°C bis 210°C (Heißluft). Im Allgemeinen wird noch Antiblockmittel zugegeben. Geeignete Antiblockmittel (Anti backmittel) sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise Aluminiumsili kate wie Kaolin, pyrogene Kieselsäure oder gefällte Kieselsäure oder Carbonate wie Calciumcarbonat oder Magnesiumcarbonat. Die Antiblock mittel werden im Allgemeinen in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 7 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeren Bestandteile (Po lymerisat und Polyvinylalkohole) der zu zerstäubenden Polymerisatdis persion eingesetzt. Gegebenenfalls kann das Antiblockmittel auch ganz oder teilweise dem fertig getrockneten Polymerpulver vor oder nach dessen Abscheidung vom Trocknungsgas zugegeben werden.

Die Pulverfarben-Zusammensetzung enthält im Allgemeinen 5 bis 30 Gew.-%, vorzugweise 20 bis 30 Gew.-% von einem oder mehreren in Was ser redispergierbaren Polymerpulvern a), jeweils bezogen auf das Ge samtgewicht der Pulverfarben-Zusammensetzung.

Zur Optimierung der Viskosität und zur Optimierung der Deckkraft der mit den Pulverfarben erhältlichen Dispersionsfarben werden bevorzugt in Wasser redispergierbare Polymerpulver a) mit einem Polyvinylalko hol-Anteil von 10 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-%, je weils bezogen auf das Gewicht des Mischpolymerisats, in der Pulver- farben-Rezeptur verwendet. Diese in Wasser redispergierbaren Polymer pulver a) mit erhöhtem Polyvinylalkohol-Anteil können alleine oder im Gemisch mit einem in Wasser redispergierbaren Polymerpulver a) mit geringerem Polyvinylalkohol-Anteil in der Pulverfarben-Rezeptur ver wendet werden.

Die Pulverfarben-Zusammensetzung kann auch ein oder mehrere minerali sche Bindemittel enthalten, beispielsweise Zement (Portland-, Alumi- nat-, Hütten-, Magnesia-, Phosphatzement), Gips, Kalk und Wasserglas. Der Anteil an mineralischem Bindemittel beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Pulverfarben-Zusammen setzung. Durch Zugabe von Zement oder Kalk zu der trockenen Formulie rung kann auch gezielt und nach Bedarf der pH-Wert einer Pulverfarbe eingestellt werden. Eine Pulverfarbe enthält zusätzlich zu dem polymeren Bindemittel a) und gegebenenfalls mineralischem Bindemittel noch b) Pigmente und Füllstoffe sowie gegebenenfalls noch Zusatzstoffe c) wie Netz- und Dispergiermittel, Verdicker, Entschäumer und pH-Stellmittel.

Geeignete Pigmente und deren Mengenanteile in einer Pulverfarben-Re- zeptur sind dem Fachmann bekannt. Beispiele für Pigmente sind anorga nische Pigmente wie Titandioxid, Bariumsulfat, Bornitrid und Zinkoxid für weiße Dispersionsfarben. Der Mengenanteil der Pigmente in der Pulverfarben-Zusammensetzung beträgt im Allgemeinen 1 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Pulverfarben-Zusammensetzung.

Um einen bestimmten reproduzierbaren Ton einer Farbe zu erreichen, müssen Pigmente auf einen bestimmten Partikeldurchmesser zerkleinert und homogen in die Farb-Basis eingearbeitet werden. Die Zerkleinerung erfordert den Einsatz von speziellem Equipment, wie zum Beispiel Pig mentmühlen. Die Einarbeitung des Pigments in die Farbe erfolgt dann in einem Dispergier-Schritt. Aufgrund der Komplexität dieses Prozes ses, werden vorzugsweise Pigmentpräparationen (auf Wasser- oder Löse mittel-Basis) hergestellt, in denen die Pigmente bereits auf den not wendigen Durchmesser zerkleinert sind, und diese fest-flüssig-Disper- sionen mit Tensiden stabilisiert sind. Die Einarbeitung einer solchen Paste ist wesentlich einfacher und bedarf keines hohen Energieaufwan des, und die Durchmischung bis zur vollständigen Homogenisierung ist ausreichend. Die Verwendung einer solchen Pigmentpaste auf wässriger Basis zur Abtönung einer Pulverfarbe nach der Zugabe von Wasser, kurz vor Applikation, ist möglich.

Allerdings enthalten solche Pigmentpasten Biozide, die in die Raum luft emittiert und Allergien hervorrufen können. Aus diesem Grund empfiehlt es sich solche Pigmente auszusuchen, die ohne einen hohen Scheraufwand fürs Einarbeiten, in biozidfreier und trockener Form zum Abtönen genutzt werden können. Solche Pigmente sind als Easy-to-Dis- perse Pigmentpulver bekannt. Bei Easy-to-Disperse (ED) Pigmentpulvern wird die Partikeloberfläche mit Tensid/Dispergiermittel modifiziert, was die Oberflächenenergie z.B. im wässrigen Medium auf ein Minimum herabsetzt und die Einarbeitung von Pigmenten in die Farbformulierung bei sehr niedrigem Scheraufwand ermöglicht. Bekannt sind bereits auf dem Markt verfügbare ED-Pigmentpulver von Clariant (EDS und EDW Pig mente) und von BASF (X-Fast).

Verzichtet man auf die Abtönung und bleibt bei der weißen Farbe, kann man auf das oberflächenmodifizierte leicht zu dispergierende Titandi oxid zurückgreifen (beispielsweise Kronos 2190 oder Tronox 828E) oder auf Titanodioxid-Ersatzprodukte auf Basis von Zinksulfid und dessen Kombinationen mit Bariumsulfat, Kaolinen, hexagonalem Bornitrid.

Geeignete Füllstoffe sind beispielsweise Carbonate wie Calciumcarbo nat in Form von Kreide, Dolomit und Calcit. Geeignet sind auch Sili kate wie Quarzmehl, Feldspat, Kaolin und Talkum. Geeignet sind auch Faserfüllstoffe wie Cellulosefasern. In der Praxis werden häufig Ge mische von Füllstoffen eingesetzt. Der Mengenanteil der Füllstoffe in der Pulverfarben-Zusammensetzung beträgt im Allgemeinen 20 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Ge samtgewicht der Pulverfarben-Zusammensetzung.

Die Formulierung einer Pulverfarbe unterscheidet sich prinzipiell von der Formulierung einer flüssigen Farbe aufgrund der Unterschiede in dem Herstellungsprozess. Eine flüssige Farbe wird in einem Mischreak tor mittels einem Dispergier-Prozess hergestellt. Füllstoffe und Pig mente werden dabei hohen Scherkräften ausgesetzt, die die Zerstörung von Partikel-Agglomeraten fördern, die Homogenität der flüssigen Farbe und die Oberflächenqualität der getrockneten Farbschicht ver bessern. Dieser Dispergierschritt nimmt je nach Konstruktion und an gestrebter Qualität der Farbe mehrere Minuten bis Stunden in An spruch.

Eine Pulverfarbe dagegen wird aus trockenen Komponenten vollständig formuliert, und lediglich Wasser wird im letzten Schritt zugegeben. Erfolgt die Zugabe des Wassers außerhalb der Farbproduktionsstätte, so ist die Möglichkeit der Dispergierung mit einer hochscherenden Ap paratur nicht gegeben. Für die Herstellung einer Farbe unmittelbar vor dem Applizieren stehen dem Verarbeiter im Allgemeinen ein Hand rührgerät mit einer Mischrührwelle und wenige Minuten Zeit zur Verfü gung. Der damit erreichbare Scheraufwand ist nicht ausreichend, um Partikel-Agglomerate zu zerstören und den gewünschten Homogenisie rungsgrad zu erreichen. Deswegen sollten die Füllstoff- und/oder Pig ment-Komponenten so gewählt werden, dass diese sich bei geringem Scheraufwand gut mit Wasser verrühren lassen und möglichst keine Ag- glomerate enthalten. Bei Füllstoffen und Pigmenten sollte auf die Oberflächenbeschaffenheit geachtet werden. Raue Oberfläche mit Kavi täten unterstützt Agglomeration von Partikeln. Versucht man die Des agglomeration mit Zugabe von einer amphiphilen Substanz (Dispergier mittel) zu beschleunigen, wird viel mehr Substanz benötigt. Hier rechnet man Substanzbedarf pro Fläche, die mit einer Monolayer aus amphiphilen Molekülen belegt wird. Je höher die Rauigkeit, desto grö ßer die Oberfläche und desto höher Bedarf an Dispergiermittel. Für Pulverfarben sollte man aus diesen Überlegungen Füllstoffe aussuchen, die bereits mit einer amphiphilen Substanz Oberflächenbehandelt sind. Diese lassen sich wesentlich leichter mit einem geringen Scheraufwand redispergieren und benötigen weniger Dispergiermittel-Zugabe.

Bei flüssigen Farben werden Füllstoffe unterschiedlicher Korngröße kombiniert, um möglichst dichteste Packung zu erreichen und die Deck fähigkeit zu verbessern. Denselben Ansatz kann man auch bei der For mulierung einer Pulverfarbe verfolgen, jedoch sollten Füllstoffe und Pigmente möglichst kleiner Korngrößen von vorzugsweise 0,1 bis 2 pm gewählt werden. Wenn man auf kleine Korngrößen zurückgreift, kann eine ähnliche Deckfähigkeit auch ohne bimodaler Korngrößenverteilung erreicht werden. Besonders bevorzugt werden Füllstoffe mit einer Korngröße von 0,20 bis 0,35 pm. Kleinere Korngrößen bedürfen wiederum keiner intensiven Redispergierung, um eine gute homogene Oberflächen qualität zu erzielen. Weitere Zusatzstoffe c) sind Netz- und Dispergiermittel, Verdickungs mitteln, Entschäumer, Hydrophobierungsmittel, Filmbildehilfsmittel und pH-Stellmittel. Solche Zusatzstoffe sind im Handel erhältlich und deren Einsatzmengen sind dem Fachmann bekannt.

Beispiele für Dispergiermittel und Netzmittel sind Natrium- und Ka- lium-Polyphosphate sowie Polyacrylsäuren und deren Salze. Diese wer den im Allgemeinen in Anteilen von 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Pulverfarben-Zusammensetzung eingesetzt.

Dispergiermittel und Netzmittel erleichtern den Dispergierprozess von Pigmenten und Füllstoffen. Auf der molekularen Ebene besitzen Netz- und Dispergiermittel einen amphiphilen Charakter, das heißt dass ein Teil des Moleküls hydrophil und ein anderes lypophil ist, beziehungs weise sich unterschiedliche Teile des Moleküls in Medien mit unter schiedlichen Polaritäten lösen oder attraktive Wechselwirkungen mit denen eingehen. Amphiphile Moleküle erreichen einen thermodynamisch günstigeren Zustand in den Grenzflächen zwischen Medien unterschied licher Polarität. Ein Beispiel für solche Grenzflächen ist die Ober fläche eines Pigmentes oder Füllstoffes, welche sich in wässrigem Me dium befindet. Amphiphile Moleküle werden an der Oberfläche eines Pigments adsorbiert, sofern sie entsprechende Gruppen aufweisen, die attraktive Wechselwirkungen mit dem Pigment eingehen. Das hydrophile Teil des Moleküls wird eine günstige Konformation in Richtung des um gebenden Wassers einnehmen. Die Oberflächenenergie des Pigmentteil chens wird herabgesetzt und die Benetzung durch Wasser begünstigt. Aufgrund der abstoßenden Wechselwirkungen der hydrophilen Molekül teile untereinander werden die Pigmentpartikel in einem gewissen Ab stand voneinander gehalten. Somit unterstützen amphiphile Moleküle die Benetzung, Dispergierung und Stabilisierung von Pigment- und Füllstoffpartikeln im Wasser.

Die Netz- und Dispergiermittel werden je nach Beschaffenheit der hyd rophilen Gruppen in ionische (kationische und anionische), nichtioni sche und amphotere Verbindungen unterteilt. In der Regel werden für die Formulierung von Farben makromolekulare, ionische Verbindungen als Dispergiermittel verwendet. Solche Moleküle sind jedoch aufgrund der Größe diffusionsträge und zeigen eine relativ langsame Benet zungs-Kinetik. Außerdem reagieren ionische Verbindungen relativ emp findlich auf Anwesenheit von Salzen im Wasser, ändern ihr thermodyna misches Phasenverhalten und können durch ionische Abschirmung Stabi lisierungsfähigkeit verlieren. Ionische Amphiphile lösen sich bei niedrigen Temperaturen schlecht im Wasser, während nichtionische ge nau das umgekehrte Phasenverhalten zeigen und sich im Wasser lösen. Das Phasenverhalten nichtionischer Amphiphile ändert sich nur langsam durch Salz-Zugabe und kann somit in Medien mit hoher Ionen-Konzentra- tionen gut Dispersions-stabilisierend wirken.

Aus diesen Überlegungen wird empfohlen für die Formulierung von Pul verfarben eine Kombination aus ionischen und nichtionischen Netz- und Dispergiermittel zu verwenden. Eine solche Mischung zeigt hervorra gende Stabilisierungs-Eigenschaften, und durch synergistische Effekte kann die Oberflächenspannung und somit die Oberflächenenergie auf ein Minimum herabgesetzt werden. Berücksichtigt man die Benetzungskine tik, sollte ein Teil des Amphiphiles mit einer relativ niedrigen Mol masse gewählt werden, um die Benetzung bei Wasserzugabe zu Pulver farbe aufgrund der schnelleren Verteilungskinetik in der Bulk-Phase und Adsorptions-Kinetik auf Oberflächen von Pigmenten zu beschleuni gen. Das Verhältnis zwischen ionischen und nichtionischen Amphiphil- Anteilen kann experimentell ermittelt werden, indem man die Qualität der Farbe nach bestimmten konstanten Misch-Zeit und Energieeintrag beim Rühren misst.

Beispiele für Verdickungsmittel und Schutzkolloide sind Cellulose ether wie Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Stärke und Polyvinylalkohol. Bentonit ist ein Beispiel für ein anorganisches Verdickungsmittel. Die Verdickungsmittel und Schutzkolloide werden im Allgemeinen in einer Menge von jeweils 0,01 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Pulverfarben-Zusammensetzung eingesetzt. Bei Verdickungsmittel, Schutzkolloiden und auch bei Entschäumern und pH-Stellmittel ist die Auswahl für die Pulverfarbe ähnlich der für die flüssige Farbe, allerdings sollten die Substanzen in Pulverform verfügbar sein. Die Rheologie der Pulverfarbe unterscheidet sich von der der flüssigen Farbe, insbesondere im high shear Bereich, indem sie in diesem Bereich höher ausfällt. Die Auswahl eines Verdickers sollte daher nach Messung des rheologischen Verhaltens gemacht wer den.

Beispiele für Hydrophobierungsmittel sind Silane und Fettsäureester. Beispiele für Entschäumer sind Silikonöle, Polyglykole.

Beispiele für Filmbildehilfsmittel sind Esteralkohol-Gemische wie Texanol^R.

Beispiele für Stellmittel sind Silikonate wie Kaliummethylsilikonate, Amine, Polyamine, und Polyethylenimine.

Es sind sowohl Formulierungen mit als auch ohne pH-Stellmittel, Hyd rophobierungsmittel und Filmbildehilfsmittel möglich.

Zur Herstellung der Pulverfarben-Zusammensetzung können die einzelnen Bestandteile in Form deren feinteiligen Pulver in einem Pulvermischer miteinander vermischt werden. Alternativ dazu kann auch so vorgegan gen werden, dass die Bestandteile b) und c) und gegebenenfalls wei tere Zusatzstoffe der Pulverfarben-Zusammensetzung zusammen mit der wässrigen Dispersion des Mischpolymerisats zur Herstellung des in Wasser redispergierbaren Polymerpulvers a) vermischt werden, und diese wässrige Mischung anschließend sprühgetrocknet wird. Dabei wird eine Pulverfarben-Zusammensetzung erhalten, welche sich durch beson ders gute Dispergierbarkeit in Wasser auszeichnet. Das zuletzt ge nannte Verfahren zeichnet sich durch die Reduktion der Staubbildung während der Herstellung der Pulverfarben-Zusammensetzung aus. Die Pulverfarben-Zusammensetzung eignet sich zur Herstellung von wässrigen Dispersionsfarben. Dazu kann der Wasseranteil vorgelegt werden und die Pulverfarben-Zusammensetzung dem Wasser unter Rühren zugemischt werden, oder in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen wer den, und gegebenenfalls anschließend homogenisiert werden.

Gegenüber wässrigen Dispersionsfarben zeichnet sich die erfindungsge mäße Pulverfarben-Zusammensetzung durch bessere Lagerstabilität aus. Die Pulverfarben-Zusammensetzung ist froststabil, hitzestabil, es kann kein Skinning auftreten, und der Zusatz von Biozid ist entbehr lich. Die Pulverfarben-Zusammensetzung hat im Vergleich zu wässrigen Dispersionsfarben einen reduzierten Verpackungsbedarf. Es ist keine Abpackung in Plastikeimern erforderlich. Bei der Verarbeitung der Pulverfarben-Zusammensetzung kann exakt die benötigte Menge an Dis persionsfarbe hergestellt werden. Die Verwendung der Pulverfarben-Zu sammensetzung ist daher verbrauchsfreundlich und abfallfrei.

Der Vorteil der trockenen Pulverfarbe liegt in der entfallenden Not wendigkeit der Topfkonservierung für die Lagerung. Ist eine flüssige Farbe für den Gebrauch angesetzt und wird nicht direkt verwendet, kann sie nachträglich konserviert werden. Hierzu können alle gängigen Schutzmöglichkeiten von Zugabe von konventionellen Bioziden bis hin zu Einstellung eines hohen pH-Wertes verwendet werden. Die Formulie rung für die Anwendung im Außenbereich können gegebenenfalls mit Fun giziden und Algiziden geschützt werden, wobei es sich hier um einen Filmschutz handelt.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Er findung:

Die Vorteile der PVOH-stabilisierten, redispergierbaren Polymerpulver (Dispersionspulver) bei der Herstellung von Dispersionsfarben zeigten sich bei der Testung der Polymerpulver in der in Tabelle 1 beschrie benen Farbrezeptur. Die Rezeptur wurde mit den (Vergleichs)Dispersionspulvern 1 bis 5 an gesetzt und es wurden die Viskositätswerte der flüssigen Farbe aufge nommen. Anschließend wurde die Farbe appliziert und getrocknet, und von den applizierten Mustern wurden die Messwerte für Deckkraft (DK) und Scheuerfestigkeit (SK) bestimmt.

Pulverfarben-Zusammensetzung und Wasseranteil für die Dispersions farbe:

Tabelle 1: Folgende Dispersionspulver wurden zur Testung eingesetzt:

Dispersionspulver 1 (DP 1):

In Wasser redispergierbares Styrol-Butylacrylat-Copolymerpulver (50 Gew.-% Styrol und 50 Gew.-% n-Butylacrylat) mit 20 Gew.-%, bezogen auf Copolymer, eines Polyvinylalkohol-Gemisches*.

Dispersionspulver 2 (DP 2): In Wasser redispergierbares Methylmethacrylat-Butylacrylat-Copolymer- pulver (45 Gew.-% Methylmethacrylat und 55 Gew.-% n-Butylacrylat) mit 19 Gew.-%, bezogen auf Copolymer, eines Polyvinylalkohol-Gemisches*.

Dispersionspulver 3 (DP 3):

In Wasser redispergierbares n-Butylacrylat-Methylmethacrylat-Vinyl- laurat-Copolymerpulver (45 Gew.-% n-Butylacrylat, 40 Ge .-% Methylme thacrylat und 15 Gew.-% Vinyllaurat) mit 10,5 Gew.-%, bezogen auf Co polymer, eines Polyvinylalkohol-Gemisches*.

Dispersionspulver 4 (DP 4):

In Wasser redispergierbares n-Butylacrylat-Methylmethacrylat-Vinyl- laurat-Copolymerpulver (50 Gew.-% n-Butylacrylat, 35 Gew.-% Me-thyl- methacrylat und 15 Gew.-% Vinyllaurat) mit 10,5 Gew.-%, bezogen auf Copolymer, eines Polyvinylalkohol-Gemisches*.

Dispersionspulver 5 (DP 5):

In Wasser redispergierbares n-Butylacrylat-Methylmethacrylat-Vinyl- laurat-Glycidylmethacrylat-Vinyltriethoxysilan-Copolymerpulver (44,3 Gew.-% n-Butylacrylat, 39,4 Gew.-% Methylmethacrylat und 14,7 Gew.-% Vinyllaurat und jeweils 0,8 Gew.-% Glycidylmethacrylat und Vinyltri- ethoxysilan) mit 10,5 Gew.-%, bezogen auf Copolymer, eines Polyvi nylalkohol-Gemisches*.

Vergleichsdispersionspulver 6 (VP 6):

In Wasser redispergierbares Styrol-Butylacrylat-Copolymerpulver (50 Gew.-% Styrol und 50 Gew.-% n-Butylacrylat) mit 17 Gew.-%, bezogen auf Copolymer, eines Polyvinylalkohols mit einem Hydrolysegrad von 88 Mol-% und einer Höpplerviskosität von 4 mPas.

Vergleichsdispersionspulver 7 (VP 7):

In Wasser redispergierbares Styrol-Acrylat-Copolymerpulver, welches mit einem Naphthalinformaldehydsulfonat-Schutzkolloid stabilisiert ist (Acronal S 735 P der BASF SE). * Polyvinylalkoholgemisch mit einem Polyvinylalkohol mit einem Hyd rolysegrad von 88 Mol-% und einer Höpplerviskosität von 4 mPas und einem Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysegrad von 88 Mol-% und einer Höpplerviskosität von 13 mPas im Gewichtsverhältnis von 2 :1.

Testmethoden:

Messung der Brookfield-Viskositäten BF1, BF10 und BF100 der Dispersi onsfarben:

Die Messung der Brookfield-Viskosität der mit den Pulverfarben-Zusam- mensetzungen hergestellten Dispersionsfarben erfolgte jeweils mit ei nem Brookfieldviskosimeter BF 35, nach Temperierung auf 23°C, jeweils unter Verwendung der in der Bedienungsanleitung angegebenen Spindel, bei 1 Umdrehung pro Minute (BF1), bei 10 Umdrehungen pro Minute (BF10) und bei 100 Umdrehungen pro Minute (BF100).

Die Messungen erfolgten unmittelbar nach dem Abmischen der Dispersi onsfarben. Die Viskosität wird jeweils in mPas angegeben.

Bestimmung der Deckkraft DK der Dispersionsfarben:

Die Deckkraft wurde mit der in der „Richtlinie zur Bestimmung des Deckvermögens" des Verbandes der deutschen Lackindustrie, Ausgabe Juli 2002, beschriebenen Methode gemäß DIN EN 13300 ermittelt.

Die Dispersionsfarben wurden mit einem automatischen Filmapplikator, mit einer Rakel mit einer Spalthöhe von 150 pm und 225 pm, jeweils auf schwarz-weißen Kontrastkarten (Typ 3H der Firma Lenetta) mit Normfarbwert Y über Schwarz von 7 oder weniger und Normfarbwert Y über Weiß von 80 bis 90, aufgebracht.

Die so beschichteten Kontrastkarten wurden 24 Stunden bei 23°C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit getrocknet und anschließend gewogen. Aus der Auftragsmenge in g/m2 und der Farbdichte wurde jeweils die Ergiebigkeit in m2/l berechnet.

Mit einem Colorimeter (Elrepho 450X von Datacolor) wurden die Norm farbwerte Y (Farbstandards) über der schwarzen und der weißen Basis gemessen und das "Kontrastverhältnis" in "%" berechnet.

Die so ermittelten Werte für das Kontrastverhältnis wurden in einem Diagramm gegen die entsprechende Ergiebigkeit (m²/l) aufgetragen. Durch Interpolation wurde die Deckkraft DK bei 7m²/l bei einem Kon trastverhältnis von 98 % bestimmt.

Testung der Scheuerfestigkeit SF (Nassabriebsfestigkeit) der Disper sionsfarben:

Zur Bestimmung der Nassabriebsfestigkeit wurden die aus den Pulver farben hergestellten Dispersionsfarben jeweils mit der Vliesmethode gemäß ISO 11998 getestet.

Die Dispersionsfarbe wurde jeweils mit einem Applikator in einer Schichtdicke von 300 pm (naß) auf eine Leneta-Folie (PVC-Folie) auf getragen.

Anschließend wurde 72 Stunden bei Normklima (DIN 50014, 23°C und 50 % relative Luftfeuchtigkeit) gelagert, dann 24 Stunden bei 50°C und schließlich 24 Stunden bei Normklima gelagert.

Es resultierte eine Trockenschichtstärke von ca. 200 pm.

Dann wurde jeweils drei Teststreifen mit den Abmessungen 2,5 cm x 7,5 cm ausgeschnitten und anschließend gewogen.

Damit wurde die Scheuerprüfung mit 200 Zyklen durchgeführt und an schließend wieder gewogen. Aus der Farbdichte der gescheuerten Fläche und dem Massenverlust des Farbfilms wurde dann der Farbabtrag in pm errechnet.

Es wurde jeweils ein Mittelwert aus drei Messungen ermittelt.

Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 zusammengefasst:

Tabelle 2:

Betrachtet man die Werte für die Viskosität, so sieht man insbeson dere beim Übergang zu höheren Scherraten, dass die mit den Pulverfar ben hergestellten wässrigen Dispersionsfarben relativ hohe Viskosi tätswerte liefern. Bei der Applikation fällt somit die Scherverdün nung geringer aus und es können mit einem Anstrich höhere Schichtdi cken appliziert werden, was Vorteile bei Deckkraft DK mit sich bringt.

Die Scheuerfestigkeit (Nassabrieb), profitiert von dem Anteil des härteren Polymers Polyvinylalkohol, und es werden unabhängig von der Zusammensetzung des Acrylatpolymers niedrigere Werte für den Abrieb erhalten.

Verzichtet man auf das erfindungsgemäß eingesetzte Polyvinylalkohol- Gemisch verschlechtert sich die Scheuerfestigkeit dramatisch.

Die Kombination von epoxidfunktionellen und siliciumfunktionellen Comonomeren bringt eine zusätzliche Verbesserung der Scheuerfestig keit.

Die Werte der Deckfähigkeit zeigen die hervorragende Dispergierfähig keit des Polyvinylalkohols an, welche in der Pulverfarbenformulierung zum Tragen kommt. Der Polyvinylalkohol wirkt hier auch als Netz- und Dispergiermittel. Der Polyvinylalkohol übernimmt teilweise die Rolle eines Dispergiermittels und bedingt eine Verbesserung der Partikel verteilung beim Einrühren der Pulverfarbe ins Wasser, fördert den Zerfall der Partikel-Agglomerate und bewirkt somit die Erhöhung der Deckfähigkeit einer Pulverfarbe.

Claims

Patentansprüche :

1. Pulverfarben-Zusammensetzung enthaltend a) mindestens ein in

Wasser redispergierbares Polymerpulver, b) Pigment und Füll stoff, und c) gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, dadurch ge kennzeichnet, dass das in Wasser redispergierbare Polymerpulver a) ein mit Polyvinylalkohol stabilisiertes Polymerisat ist, auf der Basis von al) 20 bis 100 Gew.-% von wenigstens einem Mono mer aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäureester von verzweigten oder unverzweigten Alkoholen mit 1 bis 12 C-Atomen, a2) 0 bis 60

Gew.-% von wenigstens einem Monomer aus der Gruppe bestehend aus Methacrylsäureester von verzweigten oder unverzweigten Alkoholen mit 1 bis 12 C-Atomen und Styrol, a3) 0 bis 40 Gew.-% von we nigstens einem Monomer aus der Gruppe bestehend aus Vinylester von verzweigten oder unverzweigten Carbonsäuren mit 2 bis 12 C- Atomen, a4) 0 bis 20 Gew.-% weiterer damit copolymerisierbarer ethylenisch ungesättigter Comonomere, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Comonomere und wobei sich die Angaben in Gew.- % jeweils auf 100 Gew.-% aufaddieren, und als Polyvinylalkohol ein Gemisch aus mindestens einem Polyvinylalkohol mit einem Hyd rolysegrad von 80 bis 95 Mol-% und einer Viskosität nach Höppler (4 %-ige wässrige Lösung, Methode nach Höppler bei 20°C, DIN 53015) von 1 bis 5 mPas und mindestens einem Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysegrad von 80 bis 95 Mol-% und einer Viskosität nach Höppler von 6 bis 40 mPas enthalten ist.

2. Pulverfarben-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Polymerisat auf der Basis von 90 bis 100 Gew.-% von wenigstens einem Monomer al) und gegebenfalls noch 0,1 bis 10 Gew.-% ein oder mehrere Hilfsmonomere a4) enthalten ist.

3. Pulverfarben-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Polymerisat auf der Basis von 30 bis 70 Gew.- % von wenigstens einem Monomer al), 30 bis 60 Gew.-% von wenigstens einem Monomer a2) und gegebenfalls noch 0,1 bis 10 Gew.-% ein oder mehrere Hilfsmonomere a4) enthalten ist.

4. Pulvertarben-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Polymerisat auf der Basis von 30 bis 70 Gew.- % von wenigstens einem Monomer al), 30 bis 60 Gew.-% von wenigs tens einem Monomer a2), 5 bis 40 Gew.-% von wenigstens einem Mo nomer a3), und gegebenfalls noch 0,1 bis 10 Gew.-% ein oder meh rere Hilfsmonomere a4) enthalten ist.

5. Pulvertarben-Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass als Hilfsmonomere a4) epoxidfunktionelle oder siliciumfunktionelle Comonomere, sowie Kombinationen von epoxid funktionellen und siliciumfunktionellen Comonomeren enthalten sind.

6. Pulvertarben-Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass das in Wasser redispergierbare Polymerpulver a) einen Polyvinylalkohol-Anteil von 2 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymerisats, hat.

7. Pulvertarben-Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass das in Wasser redispergierbare Polymerpulver a) einen erhöhten Polyvinylalkohol-Anteil von 20 bis 30 Gew.-% hat, und alleine oder im Gemisch mit einem in Wasser redisper- gierbaren Polymerpulver a) mit geringerem Polyvinylalkohol-An teil in der Pulvertarben-Zusammensetzung verwendet wird.

8. Pulvertarben-Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Pulvertarben-Zusammensetzung ein oder mehrere hydraulische Bindemittel enthält.

9. Verfahren zur Herstellung einer Pulvertarben-Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einzel nen Bestandteile in Form deren feinteiligen Pulver in einem Pul vermischer miteinander vermischt werden.

10. Verfahren zur Herstellung einer Pulverfarben-Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestand teile b) und c) der Pulverfarben-Zusammensetzung zusammen mit der wässrigen Dispersion des Polymerisats zur Herstellung des in Wasser redispergierbaren Polymerpulvers a) vermischt werden, und diese wässrige Mischung anschließend sprühgetrocknet wird.

11. Verwendung einer Pulverfarben-Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 8 zur Herstellung von wässrigen Dispersionsfarben.